13. Juli 2022 Smart-Home-Systeme für die Familie: Anwendungen und Sicherheit

Smart-Home-Systeme sorgen in Ihrem Zuhause für mehr Schutz und Komfort. Was sie leisten und worauf in puncto Sicherheit zu achten ist, erfahren Sie hier.

Smart-Home-Systeme können vielseitig eingesetzt werden, um den Alltag in den eigenen vier Wänden zu erleichtern: zur Sicherheit gegenüber Einbrüchen und Haushaltsunfällen, zur Reduktion von Energiekosten oder auch für den eigenen Komfort. Dabei können smarte Haushaltsgeräte wie Bewegungsmelder, Kameras, Rollläden, Rasenmähroboter oder Thermostate nach Belieben eingestellt und aus der Ferne oder per Sprachbefehl vor Ort gesteuert werden. Auf diese Weise können Userinnen und User beispielsweise die Heizung nach einem bestimmten Tages- oder Wochenplan programmieren und sie jederzeit über eine zentrale App beziehungsweise Smart Speaker (intelligente Lautsprecher) regulieren.

Wie funktionieren Smart-Home-Systeme?

Smart-Home-Systeme können individuell konzipiert werden und zeichnen sich durch die Vernetzung einzelner Smart Devices (intelligente Geräte) aus. Smart Devices sind elektronische Apparate, die mithilfe von Sensoren (zum Beispiel Bewegungsmelder, Temperaturmessung, Kamera) Signale aus ihrer Umgebung verarbeiten und automatisierte Aktionen ausführen. Sind mehrere intelligente Geräte im Haushalt miteinander verbunden, ist meist von einem Smart Home die Rede.

Gesteuert werden sie über Smart Speaker, also mittels Sprachbefehl, oder via Tablet, PC sowie Smartphone. Letzteres ermöglicht die Fernsteuerung von unterwegs, sofern das Smart-Home-System an das Internet angeschlossen ist. Durch die Verschaltung intelligenter Geräte sind viele Anwendungen möglich. Smart-Home-Systeme werden insbesondere für folgende Zwecke eingesetzt:

• Sicherheit
• Energiekostenreduktion
• Komfort

Die Datenübertragung beziehungsweise Steuerung eines Smart-Home-Systems erfolgt kabelgebunden, via Powerline (mithilfe eines Steckdosenadapters wird das Stromnetz genutzt) oder häufig über Funkstandards wie WLAN, Bluetooth oder ZigBee. Dabei wird für ein einheitliches Protokoll (eine gemeinsame „Sprache“) meist ein sogenanntes KNX-Bussystem (spezielle Technik zur Datenübertragung) verwendet.

Um Smart Devices von unterschiedlichen Herstellern zentral per Smartphone, Tablet, PC oder Sprachsteuerung bedienbar zu machen, kommt häufig eine Steuerungszentrale (auch: Basisstation, Hub, Bridge, Gateway) zum Einsatz. Die Basisstation empfängt Automationen und Anwendungsbefehle und leitet sie an die smarten Geräte weiter. Sind diese mit der Basisstation kompatibel, können Userinnen und User mit einer einzigen App oder per Sprachbefehl (mit kompatiblen Smart Speakern) das gesamte Smart-Home-System steuern. Möglich sind jedoch auch Systeme ohne Steuerungszentrale, bei denen die Geräte untereinander nach festgelegten Abläufen kommunizieren. Die Steuerungszentrale wird in solchen Fällen in der Cloud des Herstellers ausgelagert.

Unterschieden wird außerdem zwischen offenen Systemen – also der Kombination von Geräten unterschiedlicher Hersteller – und geschlossenen Systemen, bei denen sämtliche Komponenten vom selben Anbieter stammen. Bei der Installation einer umfassenden Alarmanlage sollten Userinnen und User auf geschlossene Systeme zurückgreifen, da in solchen die einzelnen Komponenten besser aufeinander abgestimmt sind.

Routinen durch Wenn-Dann-Abfolgen schaffen

IFTTT (If This Then That, Wenn-Dann-Abfolgen) sind Befehle, mit denen die Basisstation programmiert werden kann: Sobald diese ein Eingangssignal erreicht, reagiert sie mit einem Ausgangssignal, das an andere Smart Devices gesendet wird, um weitere automatisierte Prozesse auszulösen. Mit Wenn-Dann-Abfolgen lassen sich Energiekosten reduzieren sowie Sicherheit und Komfort zu Hause erhöhen. Ein solcher Ablauf wird auch als Routine oder Szene bezeichnet.

Smart-Home-Systeme für mehr Sicherheit

Überwachungskameras in Kombination mit Bewegungssensoren können wesentlich zum Schutz gegen Einbrüche beitragen, während smarte Warnmelder das Zuhause vor Feuer-, Gas-, und Wasserschäden bewahren sollen. Einige Anwendungen im Überblick:

• Smarte Alarmsysteme. Die intelligente Alarmanlage zeichnet sich durch die Kombination verschiedener Smart Devices aus. Verbinden lassen sich etwa WLAN-Kameras, Bewegungsmelder, Fenster- und Türkontakte sowie Alarmsirenen. So kann beispielsweise gleichzeitig die Garten- und Innenbeleuchtung sowie die Musikanlage aktiviert werden, sobald Unbefugte sich an einem Fenster oder einer Haustür zu schaffen machen oder Sensoren spezifische Bewegungen im Garten registrieren. Zusätzlich kann in einem solchen Szenario eine Warnung an die Eigentümerin oder den Eigentümer gesendet werden, um diese über den Einbruchsversuch zu informieren.
• Anwesenheitssimulationen. Automatische Rollladensteuerungen und Beleuchtungen zu bestimmten Tageszeiten vermitteln den Eindruck, dass die Bewohnerinnen und Bewohner eines Hauses daheim wären.
• Smart Lock. Intelligente Türschlösser erkennen, wenn Personen sich im Eingangsbereich beziehungsweise vor der Haustür aufhalten. Per Video kann die Bewohnerin oder der Bewohner am Smartphone überprüfen, wer vor der Tür steht, und gegebenenfalls den Zutritt via Fernsteuerung ermöglichen.
• Rauch- und Kohlenmonoxidmelder. Liegt eine kritische Rauchkonzentration vor, erfolgt eine Meldung an die Basisstation, die mehrere automatisierte Prozesse einleitet und die Bewohnerin oder den Bewohner benachrichtigt.
• Wassermelder. Um schnellstmöglich über einen Wasserschaden informiert zu werden, bieten sich verschiedene Lösungen für smarte Wassermelder an: Wassersensoren registrieren über Elektroden auslaufendes Wasser, Durchflusssensoren erkennen Rohrbrüche und Drucksensoren entdecken mittels Messung des Wasserdrucks undichte Stellen in den Leitungen.

Smart-Home-Systeme zum Energiesparen  

Viele Geräte verbrauchen auch dann Strom, wenn sie scheinbar ausgeschaltet sind. Intelligente Steckdosen bieten die Möglichkeit, die Stromverbindung bei Nichtgebrauch komplett zu trennen. Auch in anderen Bereichen lassen sich mit Smart-Home-Systemen Geld und Energie sparen.

• Smarte Heizungsthermostate. Per Voreinstellung wird nur dann geheizt, wenn jemand zu Hause ist, beziehungsweise zu bestimmten Tages- oder Wochenzeiten. Kombiniert mit Fenstersensoren passen sich smarte Heizungssysteme an, sobald ein Fenster geöffnet wird. Mittels App kann die Temperatur auch von unterwegs eingestellt werden.
• Smarte WLAN-Steckdosen. Anstatt viele Geräte im Standby-Modus zu betreiben und dadurch unnötige Stromkosten zu verursachen, lassen smarte Steckdosen nur bei tatsächlichem Bedarf Strom fließen. Manche Modelle haben zudem integrierte Verbrauchsmesser. Neben der energieeffizienten Stromnutzung können sie auch für Anwesenheitssimulationen oder im Fall eines Wasserschadens zur Schadensreduktion genutzt werden, indem elektronische Geräte rechtzeitig vom Strom getrennt werden. 
• Bewegungsmelder mit intelligenter Lichtsteuerung. Durch voreingestellte Routinen lassen sich Lichtverhältnisse an die jeweilige Tageszeit anpassen. Smarte Beleuchtung kann zudem via Sprachbefehl gesteuert und mit Bewegungsmeldern kombiniert werden.

Smart-Home-Systeme für Eltern

Vom smarten Babyphone bis hin zum smarten Kindersitz für unterwegs – vielseitige Anwendungsmöglichkeiten haben intelligente Geräte auch beim Schutz kleiner Kinder:

• Smarte Kinderwagen. Mit Elektromotoren ausgestattete Kinderwagen unterstützen Eltern beim Schieben oder Bremsen des Kinderwagens auf unterschiedlichem Gelände. Sensoren erkennen dabei das Gefälle des Bodens und passen sich dem Kraftaufwand an.
• Smarter Kindersitz. Smarte Kindersitze bieten verschiedene Funktionen, um die Sicherheit von Kindern im Auto zu erhöhen. Sensoren können etwa Alarm schlagen, wenn der Sicherheitsgurt nicht straff genug anliegt.
• Smartes Babyphone. Dank der Weiterentwicklung herkömmlicher Babyphones lässt sich beispielsweise die Atmung des Kindes überwachen. Bei Erreichung kritischer Biowerte sendet das Gerät einen Alarm aus.
• Smarte Beleuchtung. Mittels smarter Beleuchtung kann perfekt gedimmtes Nachtlicht voreingestellt oder ein Sternenhimmel an die Decke projiziert werden.
• Smarte Tür- und Fensterkontakte. Mit leicht zu installierenden Tür- und Fensterkontakten können Eltern Schränke mit gefährlichen Inhalten (Hausapotheke) absichern oder per Fernsteuerung öffnen.

Smart-Home-Systeme und Risikopotenziale

Smart-Home-Systeme erzeugen Daten, die es zu schützen gilt. Userinnen und User sollten daher abklären, wo die Daten gespeichert werden und wie gut diese gegen fremde Zugriffe abgesichert sind. Sind smarte Geräte über Funkverbindungen wie WLAN miteinander vernetzt, eröffnet dies die üblichen Angriffsflächen für Cyberkriminelle: Wird das WLAN-Netzwerk durch einen Cyberangriff kompromittiert, können Zugangs- und Nutzungsdaten sowie Tagesabläufe der Bewohnerinnen und Bewohner ausgespäht werden. Kriminelle können in weiterer Folge einen Einbruch planen, indem sie beispielsweise das elektronische Türschloss manipulieren.

Eines der größten Sicherheitsrisiken bei Smart-Home-Systemen sind voreingestellte Passwörter bei den einzelnen Komponenten, die sich über mobile Endgeräte steuern lassen. Cyberkriminelle, die sich über ein einzelnes Smart Device in das Heimnetzwerk eingeschleust haben, können auch den Router hacken und sich so Zugang zum gesamten Datenverkehr des Haushaltes verschaffen. Eine der wichtigsten Sicherheitsvorkehrungen ist daher die Absicherung aller ans Netzwerk angeschlossenen beziehungsweise mit dem Internet verbundenen Geräte durch sehr sichere Passwörter. Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, empfiehlt es sich, das Smart-Home-System in einem eigenen Netzwerksegment zu betreiben – also getrennt von Geräten, auf denen sich persönliche Daten befinden (PC, Smartphone). Die Datenübertragung zwischen den einzelnen Smart-Home-Komponenten sollte grundsätzlich verschlüsselt stattfinden. Besonders kritische Systeme (zum Beispiel Alarmanlagen) werden im Idealfall kabelgebunden installiert und nicht an das WLAN angeschlossen.

Mögliche Sicherheitslücken sollten von den Herstellern zeitnah durch Updates geschlossen werden. Außerdem klären seriöse Anbieter Userinnen und User umfassend über datenschutzrechtliche Aspekte bei der Verwendung von Smart-Home-Produkten auf.